燃气节能技术论文

2022-04-15

摘 要:随着工业的发展,燃气锅炉的应用已经十分广泛,能源是人类生存和发展的重要物质基础,其供需矛盾已成为亟待解决的问题。文章指出了燃气锅炉供热现存问题及原因,并简单的介绍了几种节能技术。关键词:燃气锅炉;供热;节能技术近十几年来,我国国民经济发展迅速,随着工业的发展,燃气锅炉的应用已经十分广泛。今天小编给大家找来了《燃气节能技术论文(精选3篇)》的文章,希望能够很好的帮助到大家,谢谢大家对小编的支持和鼓励。

燃气节能技术论文 篇1:

燃气灶具节能技术应用现状及未来发展趋势

在当今时代背景之下,随着人们对煤炭、石油、天然气等自然能源开采量日益增大,以及化石能源的不可再生性,节能已经成为世界各国的主题。凡是涉及能源的领域,都能够找到节能的影子,大至节能汽车,小至节能灯具,无一不体现着大环境下的这种节能趋势。

在能源消耗重要领域中的家电产业中,燃气具行业以其独特的方式消耗着液化石油气、天然气等自然资源,以燃气灶具为例,从节能的角度出发进行分析,足以看出节能技术在燃气灶具产品上的应用与发展特点。

节能技术是燃气灶具的核心技术

参考燃气灶具产品发展历程,从简单的早期样本,到今天几乎千姿百态的产品样式,技术的发展左右了这个产品的发展路径。不管是从单眼到多眼的组合形式变化,还是从台式到嵌入式的外观结构形式变化,或者是从单一能源到气电两用等功能形式的转变,都没有触及到燃气灶具的核心技术目标,也没有对燃气灶具产品发展的核心部分予以改观,因此,外观、结构、组合等形式的技术变化并不是燃气灶具的核心技术。

相反,燃气引射原理的应用,改变了最初扩散式燃烧方式的陈旧落后局面,使得引射预混的燃烧方式逐渐成为主流,大幅改善灶具热效率、排放指标等参数的同时,也改善了燃气灶具的工作安全性,这是灶具技术的一大进步。燃烧技术的应用及其日益成熟,对灶具影响最大的就是热效率的大幅提高,而提高热效率意味着能源综合利用效率的提高,具有普遍的节能效益,燃烧技术还侧重于对燃气灶具引射预混结构、燃烧器的不断创新,伴随着结构、外观等表现方式的巨大改观。

所以,燃烧技术的发展进步是以节能为核心技术目标的,燃烧技术是节能技术的主要实现方式,节能技术是燃气灶具的核心技术。

燃气灶具节能技术的应用特点

燃气灶具节能技术的应用,贯穿在燃烧技术应用、发展的始终。燃烧技术的发展,以燃烧技术的两大基本方式为纲,即大气式燃烧方式和全预混燃烧方式,体现出燃气灶具节能技术发展的两个不同的历史阶段,而这两种燃烧方式的应用,是以达到更高的灶具燃烧热效率为共同目的的,这是燃气灶具节能技术应用的重要特点。

大气式燃烧,又名部分预混燃烧技术,燃气利用喷射时动能较大的高速紊流作用,在引射管内形成轴向旋流,通过扩散作用混合一次空气,在燃烧盘、火盖形成稳定的可燃性混合气体。在大气式燃烧方式中,其剩余空气系数般小于1(为0.6左右),因此需要二次空气的大量补充,对空气补给的依赖程度较高,同时由于空气流动带走部分热量,因此大气式燃烧器的热效率般较低,按照目前行业通用的燃气灶具标准GB16410-2007的要求,台式燃气灶的热效率的下限是55%,嵌入式燃气灶的热效率的下限是50%。

在大气式燃烧器中,对燃烧器的创新,不同的生产厂家有不同的特点,如方太的“五腔驱动”,帅康的“五环劲火”,超人的“内旋火”等等,都是以结构上的不同方式,来达到提高热效率的节能目的。其他诸如全上进风、旋转火等,包括弧形面板的设计,形式各异,都是以巧妙吸入二次空气为技术目的,不一而同。例如西门子的“四翼旋火”的燃烧器,从飞机螺旋桨的组合结构中获取灵感,运用四组疏密有致的全方位火孔,火孔数量以及火孔分布合理,保证外圈火焰热效率的极大化,每组火孔的间距也经过特别设计,形成向心旋转,配合中心火头,火力集中于锅底,提升热效率。

从大气式燃烧方式到全预混燃烧方式的转变,是燃气灶具节能技术的重大跨越。全预混燃烧器又名红线外燃烧器,其引射原理与部分预混燃烧方法相同,预先将燃气与全部所需空气在预混空间进行配比、混合,并在燃烧火孔中燃烧。全预混燃烧能够按照稳定的空燃混合当量比进行燃烧,燃烧在瞬间完成,形成稳定高温区。红外线燃烧器由于预混程度较高,过剩空气系数约为1.05~1.1,因此采取网状燃烧结构,并形成红外光辐射,热效率较之国家标准,已经有了大幅度的提高,节能效果十分突出。

如华帝于2009年底推出的聚能灶,以通过环形缠绕和焊接工艺形成的金属蜂窝体燃烧器为工作主体,通过对其引射预混结构的改进,具有空燃混合均匀、燃烧充分、烟气量少等优点。聚能灶预混燃烧速度非常快,火焰很短,对流换热激发高能红外线,向锅体辐射,将大部分能量转化为具备强烈热效应、可迅速被炊具吸收的红外光,属于“无焰燃烧”,红外光热效应强烈,因此可见光损失相对很小。聚能灶热效率高达68.5%,远远超过了现行灶具国家标准的要求,是燃气灶具在燃烧技术、热效率等方面的一次重大的节能技术革命。

走出节能技术的研发误区

结合大气式燃烧器和红外线燃烧器在燃气灶具产品中的发展历程,我们可以发现,节能技术的应用具有阶段性。在大气式燃烧器占据主流技术地位的大部分时期,在国家标准对热效率的强制要求下,广大生产厂家无不通过技术改进,来抢占有限的效率提升空间。如前所述的各种特色的燃烧器就是实例,它们都能够实现燃气灶具一定的效率优势,但是在不改变燃烧方式的前提下,燃气灶具在节能技术方面无法实现质的突破。

红外线燃烧技术的诞生,以燃烧方式脱胎换骨式的变革,使燃气灶具在热效率方面达到了一个全新的提升高度。目前,红外线燃烧器在燃气灶具市场的应用非常广泛,各主流品牌,甚至是不知名的杂牌、小作坊,在红外线燃烧技术方面都有运用,尽管市场产品形形色色,品质也良莠不齐,但也充分证明了生产厂家已经留意到这个新兴的灶具技术领域。

在目前的节能背景下,为了达到各自的产品推销目标,各大、中小企业无不以“节能”二字为自己的产品添色,但其中不乏空洞而迎合潮流的噱头之举。许多品牌都宣称自己有所谓的“核心技术”,但考究其产品技术创新特点,则并无实质内容,有的以“蓝火”为技术标榜,有的以燃烧器的外观变化为灶具节能的实现理由,更有甚者,以附加“聚能圈”一类的辅助方式来作为提高灶具热效率的技术筹码,这无疑是十分荒谬的。实践上已经被证明走入了燃气灶具的技术研发误区,所以,不改变灶具燃烧实现方式的所谓“技术创新”,其它措施是不值得推崇的。

红外线燃烧技术是未来节能趋势

长远看来,节能要求将成为今后很长时间内燃气灶具产品的技术创新主题,这就要求广大厂家应该循着这条技术创新主线,在正确的发展之路上前进。从燃气灶具能效的角度看,目前燃气灶具只有采用全预混燃烧方式的红外线燃烧技术,才具备灶具热效率跨越式进步的可能性。

其次,从技术发展的角度看,大气式燃烧器在技术上的热效率微弱提升空问,已经让广大厂家找不到在效率方面进行技术改进的理由,而更多地侧重于以外观、形式等非核心技术内容来吸引消费者眼球,这对燃气灶具的技术进步,是十分不利的。

因此,红外线燃烧技术应是燃气灶具节能技术的发展趋势,这个趋势不在于如何去刻意顺应,而在于如何在创造全新燃烧方式的前提下,本着技术创新的出发点,去实现燃气灶具更高、更新的节能目标。

(责编 邱麦平)

作者:曾旭杰

燃气节能技术论文 篇2:

燃气锅炉供热节能技术分析

摘 要:随着工业的发展,燃气锅炉的应用已经十分广泛,能源是人类生存和发展的重要物质基础,其供需矛盾已成为亟待解决的问题。文章指出了燃气锅炉供热现存问题及原因,并简单的介绍了几种节能技术。

关键词:燃气锅炉;供热;节能技术

近十几年来,我国国民经济发展迅速,随着工业的发展,燃气锅炉的应用已经十分广泛。目前,我国正处于能源结构调整阶段。开发和利用天然气已成为能源使用和决策的重要课题。由此可见,燃气锅炉的推广使用和发展已经进入一个全新的发展阶段。

1燃气锅炉供热存在问题

1)燃气锅炉普遍存在冷凝水腐蚀锅炉、缩短炉龄的问题。

2)燃气锅炉供热单位面积耗气量偏高,且高、低差别很大。如单位面积耗气量低的为9 m3/m2~10 m3/m2,高的为14 m3/m2~15 m3/m2。

3)燃气锅炉供热的质量有所下降。

2燃气锅炉供热存在问题的原因

1)对燃气锅炉供热的特点不十分熟悉。调查中发现,设计人员和运行人员常常习惯按照燃煤锅炉的做法设计和运行燃气锅炉,未完全认清燃煤和燃气锅炉的不同点。下面列举几项二者的不同之处:①锅炉效率与负荷率的关系不同。燃煤锅炉低负荷时效率低,如当负荷率为40%时,效率为38%。燃气锅炉,当采用比例调节燃烧机,在调试好的情况下,在30%~100%的负荷下,锅炉效率接近额定效率;②锅炉升降温过程的快慢不同。以往非微机自控的燃煤锅炉,在定流量、质调节情况下,运行中习惯于控制回水温度。实际上,回水温度是滞后的。当供水温度升高4℃~5℃,回水温度可能才改变1℃~2℃。如按回水温度控制,往往达不到在保证供暖基础上最大限度节能的目的。如果说,燃煤不得不如此,而燃气锅炉完全是自动控制,只要采用气候补偿系统,很容易实现控制供水温度;③锅炉额定效率与锅炉容量的关系不同。对于燃煤锅炉,容量为0.7~46 MW(1~65t/h),其额定效率为72%~82%,且锅炉容量越大,效率越高。

对于燃气锅炉,容量为0.7~29 MW(1~40t/h),其额定效率为86%~92%,但锅炉效率随容量的变化,比燃煤锅炉要小得多。

2)在实施“煤改气”的四个环节(方案论证、设计、施工验收和运行)中皆存在问题:①设计时未采用燃气锅炉供热的节能技术。设计时未采用燃气锅炉供热的节能技术,必然会给后续的运行节能带来先天不足的缺憾;②运行人员不能有效实施燃气锅炉的自动控制。调查中发现,很多运行人员对燃气锅炉供热的规律还没有完全掌握,但为了节约用气,往往凭主观想法运行锅炉,其结果,燃气没有省下来,供热质量反而下降了;③施工验收过程中存在忽视调试的问题。无论是燃气工业锅炉还是模块式组合锅炉,为了有效地提高锅炉的平均运行效率,都必须做好调试工作。但甲方一般不熟悉此情况,往往忽视调试工作。此外,有些厂家的调试水平不高,也对运行节能不利。

3燃气锅炉供热节能的关键

众所周知,提高燃煤供热供暖系统的两个效率(即锅炉效率和管网输送效率)是落实节能的关键。燃气锅炉供热的节能,也应遵循此

原则。

1)提高燃气锅炉效率。这里所说的效率不是单台锅炉的额定效率,而是锅炉组(群)的季节效率。为了提高季节效率,要从两个方面努力。

要尽量减少供暖期内各锅炉的启、停次数和待机时间。因每次锅炉启、停都要经过吹扫,消耗燃气;而待机时间内,锅炉就相当一个大散热器,也要损失热量。

为提高锅炉组(群)的季节效率,设计的选型配置至关重要,选型时需要考虑以下两点:一是使锅炉的组合具有较好的变负荷调节能力;二是锅炉的最小出力尽量与最低负荷相匹配。同时还应注意:燃气锅炉不宜在满负荷工况下运行,因为此时排烟温度高,热损失大,反而多耗气;燃气锅炉出现的故障一般为非机械故障,抢修比燃煤锅炉简单些,可以考虑不设备用锅炉。

要提高每台锅炉的平均运行效率。为此,最好选配比例调节燃烧机,同时要求厂家的调试工作一定要规范、到位,并以测试报告为依据,只有这样才能保证在30%~100%负荷工况下,锅炉平均运行效率接近额定效率。

2)提高管网输送效率。影響管网输送效率的因素有三个,即保温、泄漏和水力失调造成的热损失(而国外基本上是保温损失),其中因外管网水平失调和供暖系统垂直失调而造成的热损失十分可观。外管网的水平失调和室内供暖系统的垂直失调损失的热量所占比例很大,必须改进。如今“煤改气”,燃气的成本高,减少管网失调热损失显得十分重要。为减少管网热损失,应采用水力平衡系统和室温调控系统。

4燃气锅炉供热节能技术简析

1)气候补偿技术。气候补偿技术是在传统锅炉房供暖系统上应用一套气候补偿系统,该气候补偿系统主要由气候补偿器、电动调节阀、室外温度传感器、供水温度传感器等几部分组成。通过在气候补偿器中预设定锅炉供暖运行调节参数(曲线),并根据室外温度传感器反馈回的室外温度(变化),气候补偿器可计算出当前较为合理的供水温度,并依据该温度控制调节电动调节阀的开度(即调节供暖系统回水量与锅炉供水量的混合比例),从而调节系统的总供水温度,使锅炉房供暖系统可以根据室外温度变化实现“按需供热”。

2)系统循环水泵变频技术。系统循环水泵变频(调速)技术是一项根据用户用热需求变化来改变(通常是降低频率)循环水泵电机频率,进而改变系统循环水量(通常是减少循环水量),有效节省循环水泵输配电耗的节能(电)技术。该技术主要是通过控制系统压差、压力或供水温度等来实现循环水泵的变频运行。由流体力学理论可知,循环水泵的循环水量Q与水泵转速n的一次方成正比、循环水泵扬程H 与水泵转速n的平方成正比、循环水泵的轴功率Ps与水泵转速n的三次方成正比。因此,采用水泵变频技术,通过降低循环水泵转速可明显降低水泵功耗。虽然在水泵的实际运行中,水泵的轴功率Ps与转速n不一定成三次方的关系,但据相关实测研究可知,其节电效果也相当显著。

3)烟气冷凝回收技术。烟气冷凝回收技术是一项利用烟气冷凝回收装置回收燃气锅炉排烟余热的节能技术,应用烟气冷凝回收装置可将温度较高的锅炉排烟与温度较低的供暖系统回水进行热交换。一方面,低温的供暖系统回水可以降低高温烟气可回收烟气中的显热;另一方面,低温供暖系统回水将高温烟气中的水蒸气冷凝成水,回收水蒸气的相变潜热。相关研究资料表明,烟气冷凝回收装置可提高燃气锅炉实际运行效率达3%~8%。

4)室外供热管网水力平衡技术。室外供热管网水力平衡技术通过室外供热管网各支路上的水力平衡装置来调节整个管网的水力工况,是一项解决供热管网系统水力失调的节能技术。室外供热管网水力失调分为静态水力失调与动态水力失调。静态水力失调主要是因为设计、施工、管路的管材管件等因素会影响管网各支路的管道阻力系数,致使管网各支路之间的实际管道阻力系数比值与设计值不一致,反映到流量上则表现为管网各支路用户的实际流量与设计流量不一致,产生水力失调。水力失调直接导致热力失调,表现为实际流量值大于设计值的用户

室温偏高和实际流量值小于设计流量值的用户室温偏低。静态水力失调是供热系统自身存在的问题,可通过安装并调试静态水力平衡阀加以解决。动态水力失调主要是因为管网系统部分支路热用户通过调节系统阀门改变系统流量,即调节供热量以适应其用热需求的变化。该部分支路热用户流量变化直接影响到管网其他支路热用户的流量,产生水力失调。动态水力失调是供热系统在运行过程中产生的问题,可通过应用自力式压差控制阀与自力式流量控制阀加以解决。

参考文献

[1]水源地源热泵高效应用关键技术研究与示范课题组.中国地源热泵发展研究报告2008[M].北京:中国建筑工业出版社,2008.

[2]马最良,姚杨,姜益强.暖通空调热泵技术[M].北京:中国建筑工业出版社,2008

[3]美国制冷空调工程师学会,徐伟,等,译.地源热泵工程技术指南[M].北京:中国建筑工业出版社,2001.

作者:陈孟举

燃气节能技术论文 篇3:

燃气锅炉供热系统节能技术与应用

摘要:随着我国经济水平和社会水平的不断提高,人民群众的生活质量得到了极大改善,燃气锅炉供热系统在居民生活和工业领域的应用越来越广泛。而我国也针对环保和能源节约提出了更高的要求,积极研究和开发燃气锅炉供热系统新型节能技术是顺应能源节约步伐、保证社会可持续发展的必由之路。

关键词:燃气锅炉;供热系统;节能技术

燃气锅炉是新时期供热系统的主要供热设备,与燃油、燃煤锅炉相比,其在彰显出较高环保性特点的同时,也暴露出耗气量过大的缺点,这就有悖于国家提出的“节能降耗”理念,不利于燃气能源应用效率的提升。文章就燃气锅炉供热系统节能技术进行了分析。

1 燃烧器调试和烟气分析控制技术

合理选择配置燃烧器对锅炉的燃烧工况有很重要的影响。通常燃气锅炉的燃烧器要与锅炉本体结构的特点、燃气的种类和特性相匹配,以确保在合理的负荷条件下,有足够的燃烧能力和保证燃烧过程的稳定,燃气燃烧充分。

根据燃气燃烧的基本原理可知,当空气量过小时,气体不完全燃烧,产生黑烟,造成热损失;当空气量过大时,过量的空气不参与燃烧,而且还会降低燃烧温度和锅炉的热效率。为了提高锅炉的热效率,应在保证充分燃烧的情况下尽可能减小过量空气系数。实际工作中,很难从直观上判断锅炉的燃烧工况,需要借助烟气分析装置进行定期检测,根据检测结果由调试人员对燃烧器进行调整,确保最佳的空燃比。同时也可以在炉膛尾部或烟道内,加装烟气含氧量探头,测量烟气的含氧量。当含氧量升高时燃烧控制系统自动增大燃气供应量;当含氧量降低时,燃烧控制系统自动减小燃气供应量。

2热管节能技术

热管节能技术是燃气锅炉供热系统中的一种重要技术,属于人工构件中的一种,具有很高的传热性能。具体来讲,热管内部是中空结构,可将传热液体存储其中,能够优化热管所具有的传热性能,可对燃气锅炉供热系统中可能出现的热能浪费现象进行有效预防。在燃气锅炉供热系统中,热管节能技术的应用原理为:在燃气锅炉供热系统中储存的热量达到设定的极限值的时候,真空管就会将系统中的热量主动吸收过来,以推动热管快速升高温度,同时工作液也会变成蒸汽,传输至预定的冷却端,并释放到对应的受热体中。在这种情况下,蒸汽就会逐渐冷却后变成液体,顺着热管管道返回到受热端。在燃气锅炉供热系统内,热管充分运用了“释放—吸收”的循环模式,显著优化了传导热能的效率。另一方面,利用热管节能技术,能够借助对空气进行加热的途径给锅炉提供能量,从而对燃气锅炉供热系统内出现的热损耗进行有效控制,从而明显优化燃气的热能释放效率,借助空气的热能传递形式,可先预热锅炉的供热系统,最终显著提升供热系统所具有的节能效果。

3冷凝节能技术

燃气锅炉供热系统内,天然气能源在燃烧时,产生大量的水蒸气,水蒸气在供热系统内,温度非常高,随着排烟的过程排到空气中,带走了大量的热能,导致热能流失。基于冷凝技术的锅炉供热系统,借助冷凝换热器,在水蒸气排出前,采取凝结的方式,将热量重新投入到锅炉供热系统内,合理利用水蒸气中的热量,还能降低排烟污染。冷凝节能技术中,比较重要的设备是冷凝换热器,其可提高供热系统的传热效率,其在单位面积内可以传递的热量,是与锅炉供热系统的温差保持正比关系,与热值存在反比关系。

在燃气锅炉供热系统中应用冷凝技术,已经总结出了较为成熟的应用经验,工业企业也正逐渐升高供热系统对应的节能标准,借助冷凝技术将燃气锅炉供热系统内储存的烟气余热进行回收,可实现循环利用热能的目的。

4 气候补偿技术

气候补偿器技术是一種综合了温度传感器、电动调节阀等仪器、仪表自动化的新型节能技术,它根据室外温度的变化及用户设定的不同时间段室内温度的要求,按照设定曲线求出恰当的供水温度,通过连续控制电动三通阀的开度,调配一次侧供水流量,达到调节二次供水温度,实现供热系统供水温度——室外温度的自动气候补偿,避免室温过高而造成能源浪费。气候补偿控制的原理如图1。

通过采用气候补偿技术,解决了司炉工“看天烧炉”的现象,可实现水温与室外温度量化控制,实现动态调节、按需供热的目的。

运行人员可以根据室外温度变化手动调节回水温度(或供水温度)平衡点或预设回水温度(或供水温度)与室外温度的变化曲线,使实际供热量能够根据环境温度及末端散热设备耗热量进行保持相对稳定,实现了按需供热。根据实际测算和对比,节能率约6%,效果明显。

5循环水泵节能技术

(1)阀门控制流量的功率损失阀门控制法的实质是:水泵本身的供水能力不变,而是通过改变水路中的阻力大小来改变供水的能力(反映为供水流量),以适应用户对流量的需求。这时,管路特性将随阀门开度的改变而改变,但扬程特性则不变。供水功率与面积成正比。

(2)变频控制循环水泵通过改变水泵的全扬程来适应用户对流量的需求。当水泵的转速改变时,扬程特性将随之改变,而管阻特性则不变。对循环泵采用变频控制,可调整系统最佳流量。实现热力系统的变负荷运行。

(3)循环泵增压装置该装置的技术特点是,利用水泵富裕扬程,使部分循环水进入增压装置,在水泵出口等压混合。由于部分循环水无需循环泵增压,降低了循环泵电力能耗。

6 分户热计量和室温调控技术

目前,国家正在推行建筑供热计量收费,即由过去的按面积收费转向按用热量收费。通过安装热计量表和室内温度调控装置,实现供热由定量供热向按需供热模式的转变。同时还可以结合建筑使用的特点,如学校、办公楼等,采取分时段变室温自动调节的方式达到节能的目的。

7结束语

燃气锅炉就是使用油作为燃料加热水的锅炉,而燃气锅炉的耗气量较大,安装位置比较特殊,并且对安全性有很高的要求。随着能源矛盾问题将越来越突出。因此,在燃气锅炉中,要合理的利用能源,控制供热系统使用的燃气量,从而达到供热、节能“一箭双雕”的目标,为能源节约和可持续发展做出贡献。

参考文献:

[1]王玉萍,李浩玉,叶晔.燃气锅炉及供热系统节能技术[J].石油化工应用.2017(07).

[2]马跃.自动化系统在燃气锅炉的供热及节能技术应用[J].中国设备工程.2017(13).

(作者单位:陕西延长石油安源化工有限公司)

作者:马涛